2014-2015高中物理4.2功率学案教科版2.doc

第2节功率导学目标 1.理解功率的概念，能运用功率的定义式P进行有关的计算.2.理解额定功率和实际功率的概念，了解平均功率和瞬时功率的含义.3.根据功率的定义导出PFv，能用于分析、计算和解释现象，如分析汽车功率一定时，牵引力与速度的关系1加速度的物理意义：a，表示速度变化的_，其大小由v和t共同决定2牛顿第二定律：物体运动的加速度与物体所受的_成正比，与物体的_成反比，加速度的方向与物体所受_的方向一致3功是力和_的乘积，是一过程量.一、功率的含义问题情境建筑工地上的几台起重机正在忙碌着，我们怎样比较它们做功的快慢呢？起重机编号被吊物体重量被吊物体运动情况所用时间做功A2103 N4 m/s匀速上升4 s3.2104 JB4103 N3 m/s匀速上升4 s4.8104 JC1.6104 N2 m/s匀速上升1 s3.2104 J要点提炼1定义力对物体所做的功W与做功所用时间t的_叫做功率2功率是表示物体做功_的物理量，它由物体所做的功和做这些功所需的时间共同决定，并不单纯由_决定，也不单纯由做功_决定3功率是_量4功是力的功，那么功率也就是力的功率我们经常说的物体做功的功率，实际上是物体的力的功率例如，汽车的功率就是汽车牵引力的功率图1例1如图1所示，质量为m的物体A从斜面的顶端滑下，经过时间t滑到斜面的底端，斜面是固定在水平面上的，其倾角为，斜面的长度为x，试求：物体在时间t内的重力的功率二、功率、力和速度之间的关系问题情境一个物体在力F的作用下以速度v匀速运动，在时间t内发生的位移为x，已知作用力F的方向和位移方向相同，求：(1)力F所做的功；(2)力F的功率要点提炼1根据公式PFv可分析(1)当功率P一定时，F与v成_比，即做功的力越大，其速度就越_当交通工具的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度所以汽车上坡时，司机要用换挡的办法减小速度来得到较大的牵引力(2)当速度v一定时，P与F成_比，即做功的力越大，它的功率就越_汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力(3)当力F一定时，功率P与速度v成正比，即速度越_，功率越_起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出的功率不等，速度越大，起重机输出的功率越大2关于平均功率和瞬时功率(1)利用PFv这一表达式，可以求恒力在某时刻的功率，也可以求变力在某时刻的功率；可以求某个力的功率，也可以求合力的功率(2)公式PFv，一般用来计算_功率，但如果F为恒力，v取_速度，此式也可用来计算平均功率(3)PFv，适用于F与v同向的情况，但如果二者夹角为，则用P_来计算功率例2质量m3 kg的物体，在水平力F6 N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始运动，运动时间t3 s，求：(1)力F在t3 s内对物体所做的功；(2)力F在t3 s内对物体所做功的平均功率；(3)在3 s末力F对物体做功的瞬时功率例3如图2所示，图2质量为m2 kg的木块在倾角37的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5，已知：sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2，求：(1)前2 s内重力做的功(2)前2 s内重力做功的平均功率(3)2 s末重力做功的瞬时功率即学即用重为2104 N的汽车，在水平路面上行驶，若保持40 kW的输出功率不变，阻力为车重的0.02倍求：(1)行驶150 m后，速度从10 m/s增加到20 m/s，此时汽车的加速度；(2)汽车以恒定的功率启动后能达到的最大速度第2节功率课前准备区1快慢2.合外力质量合外力3.在力的方向上发生的位移课堂活动区核心知识探究一、问题情境比较A和B：它们做功时间相等，而B做功比A多，我们可以说B做功比A快，不难发现.比较A和C：它们做功相等，而tC.比较B和C：它们做功不相等，所用时间也不相等，我们可以比较二者在单位时间内做的功，不难发现，我们可以说C做功比B快要点提炼1比值2快慢做功多少所用的时间3标例1解析根据功率的定义，重力在时间t内的功率等于重力做的功WG和所用时间t的比值，即P由于WGmghmgxsin ，所以重力的功率为P二、问题情境(1)WFx(2)PFv要点提炼1(1)反小(2)正大(3)大大2(2)瞬时平均(3)Fvcos 例2(1)54 J(2)18 W(3)36 W解析物体在水平力F的作用下，在光滑水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可求出加速度aF/m2 m/s2则物体在3 s末的速度vat6 m/s物体在3 s内的位移xat2232 m9 m(1)力F做的功WFx54 J(2)力F在3 s内做功的平均功率18 W(3)3 s末力F做功的瞬时功率PFv36 W例3(1)48 J(2)24 W(3)48 W解析可分别用WFx，PW/t和PFv求解(1)木块所受的合外力为F合mgsin mgcos mg(sin cos )210(0.60.50.8) N4 N物体的加速度为a m/s22 m/s2前2 s内木块的位移xat2222 m4 m所以，重力在前2 s内做的功为Wmgsin x2100.64 J48 J(2)重力在前2 s内做功的平均功率为 W24 W(3)木块在2 s末的瞬时速度vat22 m/s4 m/s2 s末重力做功的瞬时功率Pmgsin v2100.64 W48 W即学即用(1)0.8 m/s2(2)100 m/s解析(1)当速度为20 m/s时，牵引力F N2103